DE10057691C2 - Sender-Empfänger-Einheit mit störreduzierter Antenne - Google Patents
Sender-Empfänger-Einheit mit störreduzierter AntenneInfo
- Publication number
- DE10057691C2 DE10057691C2 DE10057691A DE10057691A DE10057691C2 DE 10057691 C2 DE10057691 C2 DE 10057691C2 DE 10057691 A DE10057691 A DE 10057691A DE 10057691 A DE10057691 A DE 10057691A DE 10057691 C2 DE10057691 C2 DE 10057691C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- antenna
- signal
- transmitter
- echo signal
- replica
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/225—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles used in level-measurement devices, e.g. for level gauge measurement
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/03—Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
- G01S7/4004—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
- H01Q1/521—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas
- H01Q1/525—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas between emitting and receiving antennas
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Sender-Empfänger-Einheit gemäß den
Merkmalen des Anspruchs 1.
Solche Sender-Empfänger-Einheiten sind z. B. aus US 4,661,817
oder DE 43 31 353 A1 bekannt.
Derartige Sender-Empfänger-Einheiten kommen in Meßsystemen für
diverse Anwendungen zum Einsatz, bei denen das von der Messan
tenne empfangene Abtastsignal ausgewertet wird, um Aufschlüsse
über das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein oder die örtli
che Verteilung oder Beschaffenheit von zu erfassenden Gegen
ständen im Erfassungsvolumen zu gewinnen.
Ein Beispiel für ein derartiges System ist ein sogenanntes
Füllstandsradar, bei dem eine Funkwelle in einen Behälter aus
gestrahlt wird und ein aus dem Behälter zurückgeworfenes Echo
ausgewertet wird, um Aufschluß über den Pegel eines zu überwa
chenden Füllgutes in dem Behälter zu gewinnen.
Bei der Auswertung eines solchen Echosignals besteht das Pro
blem, daß dieses sich in der Regel nicht nur aus Beiträgen des
Objekts oder der Objekte zusammensetzt, deren Erfassung beab
sichtigt ist, sondern daß deren Beiträgen, im Folgenden als
Nutz-Echosignal bezeichnet, meist ein Stör-Echosignal überla
gert ist, das aus diversen Quellen herrühren kann. Eine Quelle
von Stör-Echosignalen, die sich insbesondere bei kurzen Ab
ständen zwischen der Messantenne und dem zu erfassenden Objekt
bemerkbar macht, sind Reflexionen innerhalb der Antenne
selbst. Derartige Reflexionen entstehen in der Antenne überall
dort, wo Leiterabschnitte mit unterschiedlichen Wellenwider
ständen aneinander angrenzen. Prinzipiell ließe sich das Primärecho
einer solchen Fehlanpassungsstelle im Echosignal durch
eine zeitliche Austastung unterdrücken, da es in Folge des
kurzen zurückzulegenden Weges den Empfänger früher erreicht
als jedes echte, von einem zu erfassenden Objekt zurückgewor
fene Echo. Da aber das Echo einer solchen Fehlanpassungsstelle
ausschließlich leitungsgebunden übertragen wird und damit nur
eine sehr geringe weglängenabhängige Dämpfung erfährt, wohin
gegen die Intensität eines Nutz-Echosignals mit dem Quadrat
der im freien Raum zurückgelegten Weglänge abnimmt, können
auch mehrfache Reflexionen eines solchen "Antennenechos" die
Auswertung des Nutzsignals für kleine Meßabstände empfindlich
stören.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Sender-Empfänger-
Einheit der eingangs genannten Art anzugeben, die auch bei ei
nem geringen Abstand zwischen Antenne und einem ein Echo zu
rückwerfenden Gegenstand die Gewinnung eines nicht oder nur
wenig gestörten Echosignals ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale
gelöst.
Im Sinne der Erfindung kann die Antenne eine freistrahlende
Antenne, beispielsweise Horn-, Parabol-, Planarantenne, Stiel
strahler oder dielektrischer Strahler sein. Des weiteren kann
eine Antenne auch eine Einkopplung auf Wellenleiter darstel
len. Dies kann z. B. eine Einkopplung auf eine Koaxialsonde,
Eindrahtleitung, 2-Drahtleitung oder Hohlleiter sein.
Bei einer ersten, besonders einfach zu realisierenden Ausge
staltung der Erfindung ist die Antennennachbildung eine zweite
Antenne, die so angeordnet ist, daß sie in einen Absorber ab
strahlt. Es ist leicht einzusehen, daß eine solche zweite An
tenne in dem Maße, wie sie baulich der Messantenne entspricht,
exakt das gleiche durch Reflexion in der Antenne bedingte
Stör-Echosignal liefert. Da der Absorber kein Echosignal zu
rückwirft, besteht das von der Antennennachbildung gelieferte
Echosignal ausschließlich aus dem Stör-Echosignal. Durch Sub
traktion dieses Signals vom von der Messantenne gelieferten
Echosignal im Koppler wird somit das reine Nutz-Echosignal
isoliert.
Insbesondere wenn die Messantenne in einem geschlossenen Er
fassungsvolumen eingesetzt wird, kann es bei dieser Ausgestal
tung vorteilhaft sein, auch die nähere Umgebung der Messanten
ne an der Antennennachbildung zu reproduzieren, so daß z. B.
von der Messantenne nahe benachbarten Behälterwänden zurückge
worfene Echoanteile, die nicht dem Echo zu erfassender Objekte
entsprechen, im Signal der Antennennachbildung reproduziert
werden und so im Koppler ausgelöscht werden können.
Wenn die Reflexionskoeffizienten der Wellenwiderstands-Unste
tigkeiten von Messantenne und Antennennachbildung gleich sind,
insbesondere wenn beide baugleiche Antennen sind, ist es
zweckmäßig, daß die Sender-Empfänger-Einheit einen Leistungs
teiler zum Verteilen des Abtastsignals mit jeweils gleicher
Leistung an die Messantenne und an die Antennennachbildung
aufweist. In diesem Fall sind die Amplituden des Stör-
Echosignals und des Korrektursignals jeweils gleich, so daß
Korrektursignal und Echosignal ohne Anwendung von Korrektur
faktoren überlagert werden können, um das Stör-Echosignal aus
zulöschen.
Einer zweiten Ausgestaltung zufolge ist die Antennennachbil
dung ein Netzwerk aus komplexen Widerständen. In einem solchen
Netzwerk werden die einzelnen Unstetigkeiten des Wellenwiderstandes
der Messantenne durch Glieder aus komplexen Widerstän
den nachgebildet. Deren Werte können jeweils so gewählt wer
den, daß sie in einem festen Proportionalitätsverhältnis zu
den Reflexionskoeffizienten der Unstetigkeiten der Messantenne
stehen, wobei der Proportionalitätsfaktor weitgehend frei
wählbar ist. Diese Ausgestaltung erlaubt es unter anderem, die
einzelnen Echos des Kompensationssignals jeweils um 180° pha
senverschoben zu denen des Stör-Echosignals zu erzeugen, so
daß eine Kompensation des Stör-Echosignals durch einfache ad
ditive Überlagerung erfolgen kann.
Da bei der zweiten Ausgestaltung die Reflexionskoeffizienten
der Antennennachbildung insbesondere größer gewählt werden
können als die der Messantenne, genügt es, erstere mit einem
kleineren Bruchteil der Sendeleistung zu versorgen als die
Messantenne, um ein Korrektursignal mit einer zum Unterdrücken
des Stör-Echosignals ausreichenden Intensität zu erhalten.
Wenn das Echosignal ein hochfrequentes Funksignal ist, kann es
wünschenswert sein, daß zwischen der Messantenne und dem Kopp
ler bzw. zwischen der Antennennachbildung und dem Koppler je
weils ein Mischer zum Umsetzen von Echosignal bzw. Korrektur
signal auf eine niedrigere Zwischenfrequenz angeordnet ist, um
einen Koppler mit einem einfacheren Aufbau verwenden zu kön
nen.
Der Koppler kann insbesondere die Struktur eines Wellenleiter
rings mit vier Anschlüssen haben, die jeweils durch Leiterab
schnitte verbunden sind, deren Länge einem Viertel der Wellen
länge des Abtastsignals entspricht. Messantenne und Nachbil
dung sind an benachbarte Anschlüsse angeschlossen, um so al
lein durch die Signallaufzeit auf dem dazwischenliegenden Lei
terabschnitt eine gegenphasige Überlagerung von Echosignal und
Kompensationssignal zu erzielen. Sender und Empfänger können
gemeinsam an einem dem Anschluß der Messantenne oder der Nach
bildung benachbarten Anschluß angeschlossen sein.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit
Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Sender- bzw. Empfänger-
Einheit gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfin
dung;
Fig. 2 Antenne und Antennennachbildung für eine erfindungs
gemäße Sender-Empfänger-Einheit;
Fig. 3 eine Antennennachbildung gemäß einer zweiten Ausge
staltung der Erfindung;
Fig. 4 eine Variante, bei der eine Umsetzung von Echosignal
und Korrektursignal auf eine Zwischenfrequenz statt
finden wird;
Fig. 5 den Aufbau eines in der Ausgestaltung der Fig. 1 an
wendbaren Leistungsteilers; und
Fig. 6 eine Antennennachbildung gemäß einer weiteren Ausge
staltung der Erfindung.
Fig. 1 verdeutlicht anhand eines Blockschaltbildes das Prinzip
der Erfindung. Ein Sender 1 ist über einen Richtkoppler 3 mit
einem Leistungsteiler 4 verbunden, der die Leistung des Sen
ders 1 zu gleichen Teilen auf eine Antenne 5 und eine Anten
nennachbildung 6 aufteilt. Die Antenne 5 strahlt ein vom Sen
der 1 geliefertes hochfrequentes Abtastsignal in ein Erfas
sungsvolumen ab, von wo ein Bruchteil der abgestrahlten Sende
leistung als Echo von zu erfassenden Objekten zurückgeworfen
und von der Antenne 5 aufgefangen wird. In der Antenne 5 über
lagert sich dieses Echosignal mit einem Stör-Echosignal, das
durch Reflexionen des Sendesignals an Unstetigkeitsstellen des
Wellenwiderstandes innerhalb der Antenne entsteht. Das dadurch
gestörte Echosignal wird durch den Leistungsteiler 4 zurück
zum Richtkoppler 3 geführt.
Ein zweiter Anteil des Abtastsignals wird vom Leistungsteiler
4 einer Antennennachbildung 6 zugeführt. Bei der Antennennach
bildung 6 kann es sich um eine mit der Antenne 5 im wesentli
chen baugleiche zweite Antenne handeln, wie in Fig. 2 genauer
dargestellt, oder um ein Netzwerk, wie in Fig. 3 genauer dar
gestellt. Die Antennennachbildung 6 liefert an den Leistungs
teiler 5 ein Korrektursignal zurück, das sich aus einer Mehr
zahl von Beiträgen zusammensetzt, die jeweils durch eine zeit
liche Verzögerung in Bezug auf das Abtastsignal, eine Amplitu
de und eine Phase gekennzeichnet sind. Verzögerung und Ampli
tude entsprechen jeweils Beiträgen des Stör-Echosignals im
Echosignal von der Antenne 5; die Phasen sind jeweils um 180°
zu denen des Stör-Echosignals verschoben. Durch additive Über
lagerung im Leistungsteiler 5 löschen sich die jeweiligen Bei
träge des Korrektursignals und des Stör-Echosignals gegensei
tig aus, und das vom Leistungsteiler 4 an den Richtkoppler 3
übertragene Signal enthält im wesentlichen nur noch die Echos
der zu erfassenden Objekte im Erfassungsvolumen.
Der Richtkoppler 3 leitet das korrigierte Echosignal dem Emp
fänger 2 zu. Die Übertragungsstrecke vom Sender 1 zum Empfän
ger 2 innerhalb des Richtkopplers 3 ist im Vergleich zu den
Übertragungsstrecken vom Sender 1 zum Leistungsteiler 4 und
vom Leistungsteiler 4 zum Empfänger 2 stark bedämpft, so daß
das im Empfänger 2 zu verarbeitende Signal im wesentlichen nur
aus dem Echosignal besteht. Restanteile des Abtastsignals vom
Sender 1, die im Fall einer unvollständigen Bedämpfung der di
rekten Verbindung den Empfänger 2 über den Richtkoppler 3 erreichen,
treffen dort deutlich früher als das Echosignal ein
und können daher durch zeitliche Filterung unterdrückt werden.
Fig. 2 zeigt eine Konkretisierung des anhand von Fig. 1 be
schriebenen Prinzips, bei der die Nachbildung 6 eine mit der
Antenne 5 baugleiche zweite Antenne beinhaltet. Die Messanten
ne 5 ist hier an einem teilweise flüssigkeitsgefülltem Tank
angeordnet, wobei das Innere des Tanks das Überwachungsvolumen
8 und die Flüssigkeit 9 im Tank ein zu erfassendes Objekt dar
stellt. Das von der Antenne 5 empfangene Echosignal enthält
neben dem Echo des Spiegels der Flüssigkeit 9 durch Reflexion
an Unstetigkeiten in der Antenne 5 selbst erzeugte Beiträge
sowie ein Echo von der Rückseite des paraboloidförmigen Re
flektors 10, der zum Bündeln des von der Antenne 5 ausge
strahlten Abtastsignals in Richtung auf den Flüssigkeitsspie
gel dient. Der Reflektor 10 ist zwar nicht notwendigerweise
leitend mit der Antenne 5 verbunden, kann aber ebenfalls als
Teil der Antenne 5 aufgefaßt werden.
Die Antennennachbildung 6 ist baugleich mit der Antenne 5, sie
ist wie diese mit einem Reflektor 10 ausgestattet, und strahlt
in einen Absorber 11 ab. Dieser Absorber 11 kann ein elek
trisch leitfähiges Material geringer Dichte sein, wie etwa ein
metall- oder graphithaltiger Schaum, dessen Oberfläche nur ein
vernachlässigbares Echo zurückwirft und der das von der Anten
nennachbildung 6 abgestrahlte Signal in seinem Innern absor
biert. Aufgrund der Baugleichheit von Antenne 5 und Nachbil
dung 6 und des Reflektors 10 unterscheiden sich die von beiden
gelieferten Signale lediglich durch den Beitrag der Oberfläche
der Flüssigkeit 9. Indem die Weglängen vom Leistungsteiler 4
zur Antenne 5 bzw. zur Nachbildung 6 jeweils um ein Viertel
der Wellenlänge des Abtastsignals unterschiedlich gewählt wer
den, wird erreicht, daß die von beiden gelieferten Echosignale
am Leistungsteiler 4 sich gegenphasig überlagern und somit nur
der Nutzsignalanteil, das Echo des Flüssigkeitsspiegels, wei
tergeleitet wird.
Fig. 3 veranschaulicht eine Realisierung der Antennennachbil
dung 6 in Form eines Netzwerks. Das in Fig. 3 gezeigte Netz
werk umfaßt eine Mehrzahl von Gliedern, mit komplexen Wider
ständen Z1 bis Z6. Für die Praxis hat sich gezeigt, daß die
komplexen Widerstände Z1 und Z6 zum Teil oder alle auch durch
reelle ohm'sche Widerstände ersetzt werden können. Vorteilhaf
terweise werden dann einstellbare Widerstände eingesetzt, um
das Netzwerk an die Antenne abgleichen zu können. Hierdurch
ist es möglich die Amplitude jedes einzelnen Beitrags des von
der Nachbildung 6 gelieferten Korrektursignals an das Echosi
gnal von der Antenne 5 anpassen zu können. Die einzelnen kom
plexen Widerstände Z1, Z2, . . . sind durch Leiterabschnitte mit
Längen L1, L2 getrennt, die jeweils den Abständen zwischen Un
stetigkeitsstellen des Wellenwiderstandes in der Antenne 5
entsprechen. Die Leiterabschnitte L1 und L2 können z. B. aus
Koaxialleitungen oder Leitungen in Streifenleitertechnik be
stehen. Weitergehend können die Impedanzsprünge der Antennen
nachbildung auch durch den Einsatz von Leitungen mit dement
sprechenden Impedanzen erzeugt werden. Dadurch erhält man eine
Kette von mehreren Leitungstücken und kann auf den Einsatz von
diskreten Bauteilen ganz verzichten.
Bei dieser Ausgestaltung kann das Teilungsverhältnis des Lei
stungsteilers 4 im Prinzip beliebig sein. Um möglichst viel
Leistung des Senders 1 für die eigentliche Messung zur Verfü
gung zu haben, ist bevorzugt, daß der der Antenne 5 zugeführte
Leistungsanteil mehr als 50% der Senderleistung ausmacht.
Durch entsprechende Anpassung der Werte der komplexen Wider
stände Z1, Z2, . . . kann die Reflektivität der Antennennachbil
dung angepaßt und so sichergestellt werden, daß die Amplituden
der einzelnen Beiträge des Korrektursignals und des Stör-
Echosignals jeweils entgegengesetzt gleich sind und sich somit
am Leistungsteiler 4 gegenseitig auslöschen.
Fig. 4 zeigt eine Abwandlung des in Fig. 1 dargestellten Prin
zip, bei der die Positionen von Richtkoppler und Leistungstei
ler vertauscht sind. Hier ist der Ausgang des Senders 1 direkt
an einen Eingang p1 des Leistungsteilers 4 angeschlossen; des
sen Ausgänge p2, p3 sind mit jeweils einem Richtkoppler 3a, 3b
verbunden, der das hochfrequente Abtastsignal des Senders 1
der Antenne 5 bzw. der Nachbildung 6 zuführt. Von der Antenne
5 bzw. der Nachbildung 6 erhaltene Echo- bzw. Kompensations
signale werden jeweils über die Richtkoppler 3a, 3b zwei Mi
schern 13a, 13b zugeführt, wo sie durch Mischen mit einer von
einem Oszillator 14 gelieferten Schwingung auf eine Zwischen
frequenz umgesetzt werden, die niedrig genug ist, um in einem
Subtrahierer 15, der hier für die Echosignale die Signalüber
lagerungsfunktion des Leistungsteilers 4 aus Fig. 1 übernimmt,
verarbeitet zu werden. Das durch die Subtraktion im Subtrahie
rer 15 von seinem Störecho-Anteil befreite Echosignal wird dem
Empfänger 2 zugeführt.
Anders als beim Richtkoppler 3 der Fig. 1 ist bei den Richt
kopplern 3a, 3b eine starke Bedämpfung der direkten Verbindung
vom Leistungsteiler 4 zum Mischer 13a bzw. 13b nicht erforder
lich, denn da die gegebenenfalls die Richtkoppler auf dem di
rekten Wege durchlaufenden Signalbeiträge identisch sind, he
ben sie sich im Subtrahierer 15 gegenseitig auf.
Fig. 5 zeigt ein Beispiel für einen Leistungsteiler, der im
Falle eines hinreichend schmalbandigen Abtastsignals als Lei
stungsteiler 4 in den Ausgestaltungen der Fig. 1 und 4 anwend
bar ist. Es handelt sich um einen 90°-Hybrid-Koppler, mit vier
zu einem Wellenleiterring mit vier Anschlüssen, 16a, 16b, 16c,
16d verbundenen Leiterabschnitten 17a, 17b, 18a, 18b. Die Län
gen dieser vier Leiterabschnitte entsprechen jeweils einem
Viertel der mittleren Wellenlänge des Abtastsignals in den
Leiterabschnitten. An einem ersten Anschluß 16a sind, gegebe
nenfalls über einen Richtkoppler wie den in Fig. 1 gezeigten
Richtkoppler 3, Sender 1 und Empfänger 2 angeschlossen. An
zwei durch den Leiterabschnitt 18b verbundene Anschlüsse 16b,
16c sind die Antenne 5 bzw. die Nachbildung 6 angeschlossen.
Der vierte Anschluß 16d ist mit einem Widerstand abgeschlos
sen. Die Wellenwiderstände in den Zuleitungen von den An
schlüssen zum Sender-Empfänger, zur Antenne, der Nachbildung
oder dem Widerstand haben jeweils einen gleichen Wert Z; der
Wellenwiderstand der Leiterabschnitte 18a, 18b beträgt Z*√2,
der der Abschnitte 17a, 17b Z/√2. Bei dieser Anordnung teilt
sich das vom Sender 1 eingespeiste Signal zu gleichen Teilen
und um 3 dB gedämpft auf die Antenne 5 und die Nachbildung 6
auf. Am der Antenne zugeordneten Anschluß 16b hat es eine Pha
senverschiebung von -90° in Bezug auf den Anschluß 16a des
Senders, am Anschluß 16c der Nachbildung eine von -180°. Am
Anschluß 16 findet eine Auslöschung des Abtastsignals statt.
Das Echosignal von der Antenne 5 und das Korrektursignal von
der Nachbildung 6 haben am Anschluß 16a eine Phasendifferenz
von 180°, so daß das Korrektursignal das Stör-Echosignal de
struktiv überlagert. Die Dämpfung ist für das Echosignal und
das Korrektursignal jeweils 6 dB, so daß das Störsignal im we
sentlichen vollständig kompensiert wird.
Am Anschluß 16d addieren sich die Reflexionen von Antenne 5
und Nachbildung 6. Um Reflexionen an diesem Punkt zu verhin
dern, muß dieser Anschluß des Kopplers daher mit dem Wellenwi
derstand Z abgeschlossen sein.
Die Wellenwiderstände der einzelnen Leiterabschnitte 17a, 17b,
18a, 18b können auch abweichend von den angegebenen Werten ge
wählt werden, um eine ungleichmäßige Aufteilung der Sendelei
stung auf die Antenne 5 und die Nachbildung 6 zu erreichen.
Dies ist insbesondere bei einer schaltungstechnischen Nachbildung
der Antenne sinnvoll, wie mit Bezug auf Fig. 3 beschrie
ben, deren Reflektivität höher gewählt werden kann als die der
Antenne 5.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 6 ist der
Sender 1 an Anschluß 16a des 90°-Hybrid-Kopplers 19 ange
schlossen. Der Empfänger 2 befindet sich an Anschluss 16d, die
Antenne 5 an 16b und die Nachbildung 6 an Anschluss 16c, wobei
noch zusätzlich eine Phasendrehungseinheit 20 von 90° zwischen
Anschluss 16c und der Nachbildung vorgenommen werden muß. Für
den Anschluss 16a (Sender) ergibt somit eine Addition der Re
flexionen von Antenne und Nachbildung und für den Anschluss
16d (Empfänger) eine Kompensation der Reflexionen. Bei dieser
Anordnung wird außer dem 90°-Hybrid kein zusätzlicher Koppler
oder Powersplitter benötigt.
Wenn anstatt einer Nachbildung eine komplex konjungierte Nach
bildung (180° Drehung) eingesetzt wird, kann auch auf die 90°
Phasenverschiebung 20 verzichtet werden. Beim Einsatz einer
direkten Antennennachbildung kann die Verschiebung von 90°
auch bei der Anpassungen der Leitungslängen zur Antenne und
zur Nachbildung, die sowieso vorgenommen werden muß, berück
sichtigt werden.
Claims (9)
1. Sender-Empfänger-Einheit mit einem Sender (1) zum Erzeugen
eines Abtastsignals, einer Messantenne (5) zum Abstrahlen
des Abtastsignals in ein Erfassungsvolumen (8) und zum Auf
fangen eines aus dem Erfassungsvolumen (8) zurückgeworfenen
Nutz-Echosignals und einem Empfänger (2) zum Auswerten eines
von der Messantenne (5) gelieferten Echosignals, das sich
aus dem Nutz-Echosignal und einem in der Messantenne (5) er
zeugten Stör-Echosignal zusammensetzt, dadurch gekennzeich
net, daß eine Antennennachbildung (6) über ein oder mehrere
Koppler (3, 4, 15, 19) an den Sender (1) und den Empfänger (2)
angeschlossen ist, die mit dem Abtastsignal beaufschlagt ein
zum Stör-Echosignal proportionales Korrektursignal liefert,
wobei der oder die Koppler (3, 4, 15, 19) Korrektursignal und
Echosignal so überlagert bzw. überlagern, daß Korrektursignal und Stör-
Echosignal einander auslöschen.
2. Sender-Empfänger-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Antennennachbildung (6) eine zweite Anten
ne ist und so angeordnet ist, daß sie in einen Absorber (11)
abstrahlt.
3. Sender-Empfänger-Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Antennennachbildung (6) mit der Messanten
ne (5) baugleich ist.
4. Sender-Empfänger-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Antennennachbildung (6) ein Z-Netzwerk
ist.
5. Sender-Empfänger-Einheit nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Leistungstei
ler (4) zum Verteilen des Abtastsignals mit jeweils gleicher
Leistung an die Messantenne (5) und an die Antennennachbil
dung (6) aufweist.
6. Sender-Empfänger-Einheit nach Anspruch 2 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß sie einen Leistungsteiler (4) zum Ver
teilen des Abtastsignals an die Messantenne (5) und an die
Antennennachbildung (6) aufweist, der der Antennennachbil
dung (6) einen kleineren Anteil der Leistung des Abtastsi
gnals zuführt als der Messantenne (5), und daß die Nachbil
dung (6) eine höhere Reflektivität als die Messantenne (5)
hat.
7. Sender-Empfänger-Einheit nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Korrektursignal
um 180° phasenverschoben zum Stör-Echosignal liefert.
8. Sender-Empfänger-Einheit nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Echosignal ein
Funksignal ist und daß zwischen der Messantenne (5) und dem
Koppler (15) bzw. zwischen der Nachbildung (6) und dem Kopp
ler (15) jeweils ein Mischer (13a, 13b) zum Umsetzen von
Echosignal bzw. Korrektursignal auf eine Zwischenfrequenz
angeordnet sind.
9. Sender-Empfänger-Einheit nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Koppler (3) einen
Wellenleiterring mit vier Anschlüssen (16a, 16b, 16c, 16d)
aufweist, die jeweils durch Leiterabschnitte (17a, 17b, 18a,
18d), deren Länge jeweils einem Viertel der Wellenlänge des
Abtastsignals entspricht, daß Messantenne (5) und Nachbil
dung (6) an benachbarte Anschlüsse (16b, 16c) angeschlossen
sind und daß Sender (1) und Empfänger (2) gemeinsam an einen
dem Anschluß (16b, 16c) der Messantenne (5) oder der Nach
bildung (6) benachbarten Anschluß (16a) angeschlossen sind.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10057691A DE10057691C2 (de) | 2000-11-21 | 2000-11-21 | Sender-Empfänger-Einheit mit störreduzierter Antenne |
EP01122072A EP1207406B1 (de) | 2000-11-21 | 2001-09-14 | Sender-Empfänger-Einheit mit störreduzierter Antenne |
DE50112823T DE50112823D1 (de) | 2000-11-21 | 2001-09-14 | Sender-Empfänger-Einheit mit störreduzierter Antenne |
US09/987,450 US20020060623A1 (en) | 2000-11-21 | 2001-11-14 | Transceiver unit with interference-reducing antenna |
US10/638,394 US7099662B2 (en) | 2000-11-21 | 2003-08-12 | Transceiver unit with interference-reducing antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10057691A DE10057691C2 (de) | 2000-11-21 | 2000-11-21 | Sender-Empfänger-Einheit mit störreduzierter Antenne |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10057691A1 DE10057691A1 (de) | 2002-05-29 |
DE10057691C2 true DE10057691C2 (de) | 2002-10-24 |
Family
ID=7664079
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10057691A Expired - Fee Related DE10057691C2 (de) | 2000-11-21 | 2000-11-21 | Sender-Empfänger-Einheit mit störreduzierter Antenne |
DE50112823T Expired - Lifetime DE50112823D1 (de) | 2000-11-21 | 2001-09-14 | Sender-Empfänger-Einheit mit störreduzierter Antenne |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE50112823T Expired - Lifetime DE50112823D1 (de) | 2000-11-21 | 2001-09-14 | Sender-Empfänger-Einheit mit störreduzierter Antenne |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1207406B1 (de) |
DE (2) | DE10057691C2 (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008050327A1 (de) * | 2008-10-07 | 2010-05-27 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Empfangsmischer zur Verringerung von Überkopplungseffekten |
EP2660568A1 (de) | 2012-05-03 | 2013-11-06 | VEGA Grieshaber KG | Fehlerkompensation durch Vermessen der STC-Filterfunktion |
EP3473988B1 (de) | 2017-10-17 | 2020-04-29 | VEGA Grieshaber KG | Füllstandmessanordnung mit schlauchartigen flexiblen sende- und empfangs-hohlleitern |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4661817A (en) * | 1983-04-05 | 1987-04-28 | 501 Autronica A/S | Method and apparatus for measuring the distance to an object |
DE4331353A1 (de) * | 1993-09-15 | 1995-03-23 | Endress Hauser Gmbh Co | Radar-Abstandsmeßgerät |
-
2000
- 2000-11-21 DE DE10057691A patent/DE10057691C2/de not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-09-14 EP EP01122072A patent/EP1207406B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-09-14 DE DE50112823T patent/DE50112823D1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4661817A (en) * | 1983-04-05 | 1987-04-28 | 501 Autronica A/S | Method and apparatus for measuring the distance to an object |
DE4331353A1 (de) * | 1993-09-15 | 1995-03-23 | Endress Hauser Gmbh Co | Radar-Abstandsmeßgerät |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE50112823D1 (de) | 2007-09-20 |
EP1207406A2 (de) | 2002-05-22 |
EP1207406B1 (de) | 2007-08-08 |
DE10057691A1 (de) | 2002-05-29 |
EP1207406A3 (de) | 2004-01-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3789051T2 (de) | Eindringmeldesystem. | |
EP2331916B1 (de) | Mit mikrowellen arbeitendes füllstandsmessgerät | |
EP1570291B1 (de) | Verfahren und anordnung f r multistatische nachdistanzradarm essungen | |
EP0821431B1 (de) | Anordnung zur Erzeugung und zum Senden von Mikrowellen, insb. für ein Füllstandsmessgerät | |
EP1076380B1 (de) | Antenne | |
DE69216407T2 (de) | Flüssigkeitspegelanzeiger | |
DE69311193T2 (de) | Vergrösserung der Radar-Rückstrahlfläche mit phasenkonjugierten Impulssignalen | |
DE69208900T2 (de) | Im Satellit eingebautes Seestreustrahlungsmessgerät | |
DE102005050348A1 (de) | System und Verfahren zur Mikrowellenbilderzeugung unter Verwendung eines programmierbaren Übertragungsarrays | |
WO2006051015A1 (de) | Radarsystem insbesondere zur entfernungs- und/oder geschwindigkeitsmessung | |
DE3788790T2 (de) | Eindringmeldesystem mit Anzeige des Eindringortes. | |
DE10057691C2 (de) | Sender-Empfänger-Einheit mit störreduzierter Antenne | |
DE102013104699A1 (de) | Vorrichtung zur Bestimmung des Füllstandes mittels einer Helixantenne | |
EP3165883B1 (de) | Füllstandradarsensor mit abschirmung | |
DE69230756T2 (de) | Verfahren und anordnung zur erweiterung des dynamikbereiches bei messungen, die mit einem richtkoppler durchgeführt werden | |
DE4331353C2 (de) | Radar-Abstandsmeßgerät | |
DE4240492C2 (de) | Vorrichtung zur Mikrowellen-Laufzeitmessung | |
DE60103779T2 (de) | Einrichtung zum elektromagnetischen charakterisieren einer zu testenden struktur | |
DE10010713B4 (de) | Füllstandmeßgerät zum Aussenden und Empfangen breitbandiger hochfrequenter Signale | |
EP1352221B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum senden und empfangen von elektromagnetischen wellen mit einer frequenz kleiner 3 ghz über eine einzige antenneneinrichtung | |
EP3327408B1 (de) | System zur analyse einer oberfläche eines füllgutes in einem behälter mit einer parabolantenne zur bereitstellung zweier unterschiedlicher richtcharakteristiken und verfahren zur füllstandmessung eines füllgutes in einem behälter | |
DE10118009B4 (de) | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Füllstands eines Füllguts in einem Behälter | |
DE112004001982T5 (de) | Radarfüllstandsmessgerät mit Antennenanordnung zur verbersserten Radarfüllstandsmessung | |
DE69908872T2 (de) | Radar | |
DE102004022516B4 (de) | Hornantenne |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |